創薬研究を指向したバイオシステムマイクロアレイの創製

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申請者は、ゾルーゲル法によって調製されるシリカ系高含水ゲルを利用して生体物質複合体を固定化する手法を開発した。シリカナノ粒子とケイ酸ナトリウムを原料とすることによりアルコールの発生を防ぐ高含水ゲルの調製法を開発し、有機溶媒等により変性、失活し易い生体物質の固定化が可能となり、本法の可能性を大きく広げることができた。今年度は、異なる粒子径を有する種々のシリカナノ粒子を原料として作製した高含水ゲルを用い、シトクロムP450(P450)を固定化し、その薬物代謝活性を測定した。また、ゲルの構造と活性との相関について考察を行った。粒子径の大きいシリカナノ粒子で作製したゲルほど包含したP450の活性が高かった。そこで、P450を固定化した高含水ゲルを電子顕微鏡(TEM)により三次元的に解析し、粒子サイズが高含水ゲルの構造に与える影響を調べた。その結果、粒子径の大きいシリカナノ粒子を用いると、より間隙の大きい網目構造が生成することが明らかとなった。さらに、高解像度のTEMを用いた解析結果から、ゲルの生成過程で原料のシリカナノ粒子はケイ酸ナトリウムにより成長し、互いに結合しシリカネットワークを形成することが明らかとなった。一方、液体のゾル状態から、固体のゲルへと相変化する時間(ゲル化時間)は、粒子径の大きいシリカナノ粒子を用いた方が長かった。以上の結果より、粒子系の大きいシリカナノ粒子を用いると、ゲル化がゆっくり進行し、また、より間隙の大きい網目構造ができることにより、ゲルの水分含量、及び基質の拡散速度が増加し、固定化されたP450の活性が高かった、と考えられる。